CN106988018A - 一种复合膜材料防雾霾窗纱的连续生产装置及生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种复合膜材料防雾霾窗纱的连续生产装置及方法。复合膜材料防雾霾窗纱连续生产装置包括底纱放卷辊、静电纺丝装置、静电纺丝辅助接收辊、静电纺丝辅助接收辊转速控制器、负高压电源、面纱放卷辊、复合热辊A、复合热辊B、复合热辊转速控制器、复合热辊压力控制器、复合热辊温度控制器、成品窗纱收卷辊以及成品窗纱收卷辊转速控制器。生产过程中，底纱通过放卷辊连续放纱，底纱在通过静电纺丝辅助接收辊接收静电纺丝装置产生的纳米纤维后与面纱共同进入热辊A、热辊B进行复合。该生产工艺可连续进行，所生产的防雾霾窗纱透明度好，PM2.5去除率高，使用寿命长。

Description

一种复合膜材料防雾霾窗纱的连续生产装置及生产工艺
技术领域
本发明涉及一种防雾霾窗纱的连续生产装置及生产工艺，具体涉及一种复合膜材料防雾霾窗纱的连续生产装置及生产工艺，属于空气过滤器材生产领域。
背景技术
近年来，随着经济水平的提高和工业化进程的加快，人们的生活水平得到了显著的提高，但是伴随而来的是环境的日益恶化，尤其是雾霾等大气污染已严重影响人们正常的生产生活。采用防雾霾窗纱代替传统窗纱是降低雾霾对人体伤害的有效途径。
防雾霾窗纱要求在防雾霾的同时不影响其透气性能及透光性能，现有的防雾霾窗纱技术中，多采用物理截留、静电吸附、负离子净化等技术阻隔雾霾进入室内，但是防雾霾窗纱的连续生产设备及生产方法未见报道。申请号为201310712418.0的中国发明专利申请公开了一种净化空气可降解纱窗用夹层材料，是通过将静电纺丝制得的无纺布置于两层支撑层之间而形成，但是静电纺丝过程及支撑层复合是分开进行，工艺复杂，无法连续生产。申请号201410260585.0的中国发明专利申请公开了一种嵌入式防霾透气窗花的结构，采用静电纺丝制得的过滤网夹在窗花和窗花架之间，过滤网和窗花、窗花架之间没有结合力，过滤网易松散变形。申请号为201510266159.2的中国发明专利申请公开了一种纳米防雾霾纱窗，由室内侧纳米纤维滤网直接贴合是外侧的沙网上组成，由于纳米纤维层强度低，直接暴露在外部，易破损，使用寿命短。申请号为201510873776.9的中国发明专利申请公开了一种具有光催化功能的防PM2.5纳米纱窗，由夹碳无纺布层、光催化膜层和纳米空气过滤层组成，光催化层和纳米空气过滤层采用强力固化胶热熔复合，无法一体成型，工艺复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种防雾霾窗纱的连续生产装置及生产方法，窗纱采用一体成型工艺，使用时只需增加窗框即可，利用本连续生产装置，静电纺丝纳米纤维层直接在底纱形成过滤膜，无需二次加工，大幅降低了纳米纤维层的厚度，增加了纳米纤维过滤膜的均匀度，降低了工艺难度。
本发明的技术方案：
一种复合膜材料防雾霾窗纱的连续生产装置，包括底纱放卷辊、静电纺丝装置、静电纺丝辅助接收辊、静电纺丝辅助接收辊转速控制器、负高压电源、面纱放卷辊、复合热辊A、复合热辊B、复合热辊转速控制器、复合热辊压力控制器、复合热辊温度控制器、成品窗纱收卷辊以及成品窗纱收卷辊转速控制器。所述的静电纺丝辅助接收辊为金属材质，与负高压电源相连，所述的复合热辊A、复合热辊B为金属材质，内置加热装置，同时设有接地装置，所述的底纱放卷辊、静电纺丝辅助接收辊及复合热辊A之间的角度小于90°，底纱在静电纺丝辅助接收辊缠绕1/4圈以上。底纱放卷辊和面纱放卷辊为被动放卷，放卷速度根据静电纺丝辅助接收辊、复合热辊A、复合热辊B及成品窗纱收卷辊的转速自动调节。静电纺丝装置采用正电压进行纺丝，静电纺丝装置的喷头数量为1-10个。
利用该装置进行复合膜材料防雾霾窗纱连续生产的工艺，其步骤如下：
（a）选用底纱为有机高分子材料或天然高分子材料，通过底纱放卷辊连续放纱，底纱在静电纺丝辅助接收辊上缠绕1/4圈以上；
（b）采用静电纺丝装置产生纳米纤维，以静电纺丝辅助接收辊缠绕底纱部分进行纳米纤维接收，静电纺丝辅助接收辊转速控制器控制静电纺丝辅助接收辊带动底纱在辊面以0.5-10cm/s的速度转动，静电纺丝装置产生的纳米纤维在底纱形成纳米纤维膜层；
（c）接收纳米纤维后的底纱同面纱共同进入复合热辊A、复合热辊B之间的间隙进行热压复合，底纱接收纳米纤维的一侧与面纱贴合；
（d）面纱、纳米纤维、底纱经热压复合后由成品窗纱收卷辊进行收卷。
上述步骤（a）中所使用的的底纱孔径在0.5-3mm。
上述步骤（b）中静电纺丝辅助接收辊施加-10~0 KV电压，在底纱上形成的纳米纤维膜层厚度0.1-3μm。步骤（b）中静电纺丝产生的纳米纤维中添加光催化剂、杀菌剂或抗菌剂。
上述步骤（c）中复合热辊温度控制器控制复合热辊A、复合热辊B的温度在110-300℃，复合热辊压力控制器控制复合热辊A和复合热辊B之间的压力在0.3-5Mpa，复合热辊转速控制器控制复合热辊A、复合热辊B的转速为0.1-2cm/s, 复合热辊A、复合热辊B均接地。上述步骤d成品窗纱收卷时喷洒静电去除剂。
所生产的防雾霾窗纱由底纱、纳米纤维层、面纱构成。
本发明的有益效果：窗纱采用一体成型工艺，使用时只需增加窗框即可，利用本连续生产装置，静电纺丝纳米纤维层直接在底纱形成过滤膜，无需二次加工，大幅降低了纳米纤维层的厚度，增加了纳米纤维过滤膜的均匀度，降低了工艺难度，所生产的防雾霾窗纱透明度好，PM2.5去除率高，使用寿命长。
附图说明
图1为本发明所述的复合膜材料防雾霾窗纱的连续生产装置，其中：
1-底纱放卷辊、2-静电纺丝装置、3-静电纺丝辅助接收辊、4-静电纺丝辅助接收辊转速控制器、5-负高压电源、6-面纱放卷辊、7-复合热辊A、8-复合热辊B、9-复合热辊转速控制器、10-复合热辊压力控制器、11-复合热辊温度控制器、12-成品窗纱收卷辊、13-成品窗纱收卷辊转速控制器、14-底纱、15-面纱。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。下列实施例仅用于说明本发明，但并不用来限定本发明的实施范围。
实施例1
一种复合膜材料防雾霾窗纱的连续生产装置，包括底纱放卷辊1、静电纺丝装置2、静电纺丝辅助接收辊3、静电纺丝辅助接收辊转速控制器4、负高压电源5、面纱放卷辊6、复合热辊A7、复合热辊B8、复合热辊转速控制器9、复合热辊压力控制器10、复合热辊温度控制器11成品窗纱收卷辊12以及成品窗纱收卷辊转速控制器13。所述的静电纺丝辅助接收辊3为金属材质，与负高压电源5相连，所述的复合热辊A7、复合热辊B8为金属材质，内置加热装置，同时设有接地装置，所述的底纱放卷辊1、静电纺丝辅助接收辊3及复合热辊A7之间的角度为90°，底纱14在静电纺丝辅助接收辊3缠绕1/4圈。底纱放卷辊1和面纱放卷辊6为被动放卷，放卷速度根据静电纺丝辅助接收辊3、复合热辊A7、复合热辊B8及成品窗纱收卷辊12的转速自动调节。静电纺丝装置2采用正电压进行纺丝，静电纺丝装置2的喷头数量为1个。
一种复合膜材料防雾霾窗纱连续生产的方法，其步骤如下：
（a）选用底纱14为有机高分子材料，通过底纱放卷辊1连续放纱，底纱14在静电纺丝辅助接收辊3缠绕1/4圈；
（b）采用静电纺丝装置2产生纳米纤维，以静电纺丝辅助接收辊3缠绕底纱14部分进行纳米纤维接收，静电纺丝辅助接收辊转速控制器4控制静电纺丝辅助接收辊3带动底纱14在辊面以0.5cm/s的速度转动，静电纺丝装置2产生的纳米纤维在底纱14形成纳米纤维膜层；
（c）接收纳米纤维后的底纱14同面纱15共同进入复合热辊A7、复合热辊B8之间的间隙进行热压复合，底纱14接收纳米纤维的一侧与面纱15贴合；
（d）面纱15、纳米纤维、底纱14经热压复合后由成品窗纱收卷辊12进行收卷。
上述步骤（a）中所使用的的底纱14孔径在0.5mm。上述步骤（b）中静电纺丝辅助接收辊3施加-10 KV电压，在底纱14上形成的纳米纤维膜层厚度0.1μm。上述步骤（b）中静电纺丝产生的纳米纤维中添加光催化剂。上述步骤（c）中复合热辊温度控制器11控制复合热辊A7、复合热辊B8的温度在110℃，复合热辊压力控制器10控制复合热辊A7和复合热辊B8之间的压力在0.3Mpa，复合热辊转速控制器9控制复合热辊A7、复合热辊B8的转速为0.1cm/s,复合热辊A7、复合热辊B8均接地。上述步骤d成品窗纱收卷时喷洒静电去除剂。所生产的防雾霾窗纱由底纱14、纳米纤维层、面纱15构成。
实施例2
一种复合膜材料防雾霾窗纱的连续生产装置，其部件与实施例1相同，底纱放卷辊1、静电纺丝辅助接收辊3及复合热辊A7之间的角度为80°，底纱14在静电纺丝辅助接收辊3缠绕2/5圈。底纱放卷辊1和面纱放卷辊6为被动放卷，放卷速度根据静电纺丝辅助接收辊3、复合热辊A7、复合热辊B8及成品窗纱收卷辊12的转速自动调节。静电纺丝装置2采用正电压进行纺丝，静电纺丝装置2的喷头数量为5个。
一种复合膜材料防雾霾窗纱连续生产的方法，其步骤如下：
（a）选用底纱14为天然高分子材料，通过底纱放卷辊1连续放纱，底纱14在静电纺丝辅助接收辊3缠绕2/5圈；
（b）采用静电纺丝装置2产生纳米纤维，以静电纺丝辅助接收辊3缠绕底纱14部分进行纳米纤维接收，静电纺丝辅助接收辊转速控制器4控制静电纺丝辅助接收辊3带动底纱14在辊面以2cm/s的速度转动，静电纺丝装置2产生的纳米纤维在底纱14形成纳米纤维膜层；
（c）接收纳米纤维后的底纱14同面纱15共同进入复合热辊A7、复合热辊B8之间的间隙进行热压复合，底纱14接收纳米纤维的一侧与面纱15贴合；
（d）面纱15、纳米纤维、底纱14经热压复合后由成品窗纱收卷辊12进行收卷。
上述步骤（a）中所使用的的底纱14孔径在1mm。上述步骤（b）中静电纺丝辅助接收辊3施加-5 KV电压，在底纱14上形成的纳米纤维膜层厚度1μm。上述步骤（b）中静电纺丝产生的纳米纤维中添加杀菌剂。上述步骤（c）中复合热辊温度控制器11控制复合热辊A7、复合热辊B8的温度在200℃，复合热辊压力控制器10控制复合热辊A7和复合热辊B8之间的压力在2Mpa，复合热辊转速控制器9控制复合热辊A7、复合热辊B8的转速为1cm/s, 复合热辊A7、复合热辊B8均接地。上述步骤d成品窗纱收卷时喷洒静电去除剂。
所生产的防雾霾窗纱由底纱14、纳米纤维层、面纱15构成。
实施例3
一种复合膜材料防雾霾窗纱的连续生产装置，其部件与实施例1相同，底纱放卷辊1、静电纺丝辅助接收辊3及复合热辊A7之间的角度为60°，底纱14在静电纺丝辅助接收辊3缠绕3/5圈。底纱放卷辊1和面纱放卷辊6为被动放卷，放卷速度根据静电纺丝辅助接收辊3、复合热辊A7、复合热辊B8及成品窗纱收卷辊12的转速自动调节。静电纺丝装置2采用正电压进行纺丝，静电纺丝装置2的喷头数量为10个。
一种复合膜材料防雾霾窗纱连续生产的方法，其步骤如下：
（a）选用底纱14为天然高分子材料，通过底纱放卷辊1连续放纱，底纱14在静电纺丝辅助接收辊3缠绕3/5圈；
（b）采用静电纺丝装置2产生纳米纤维，以静电纺丝辅助接收辊3缠绕底纱14部分进行纳米纤维接收，静电纺丝辅助接收辊转速控制器4控制静电纺丝辅助接收辊3带动底纱14在辊面以10cm/s的速度转动，静电纺丝装置2产生的纳米纤维在底纱14形成纳米纤维膜层；
（c）接收纳米纤维后的底纱14同面纱15共同进入复合热辊A7、复合热辊B8之间的间隙进行热压复合，底纱14接收纳米纤维的一侧与面纱15贴合；
（d）面纱15、纳米纤维、底纱14经热压复合后由成品窗纱收卷辊12进行收卷。
上述步骤（a）中所使用的的底纱14孔径在3mm。上述步骤（b）中静电纺丝辅助接收辊3施加0 KV电压，在底纱14上形成的纳米纤维膜层厚度3μm。上述步骤（b）中静电纺丝产生的纳米纤维中添加杀菌剂。上述步骤（c）中复合热辊温度控制器11控制复合热辊A7、复合热辊B8的温度在300℃，复合热辊压力控制器10控制复合热辊A7和复合热辊B8之间的压力在5Mpa，复合热辊转速控制器9控制复合热辊A7、复合热辊B8的转速为2cm/s, 复合热辊A7、复合热辊B8均接地。上述步骤d成品窗纱收卷时喷洒静电去除剂。
所生产的防雾霾窗纱由底纱14、纳米纤维层、面纱15构成。

Claims (10)

1.一种复合膜材料防雾霾窗纱的连续生产装置，其特征在于：所述装置包括底纱放卷辊（1）、静电纺丝装置（2）、静电纺丝辅助接收辊（3）、静电纺丝辅助接收辊转速控制器（4）、负高压电源（5）、面纱放卷辊（6）、复合热辊A（7）、复合热辊B（8）、复合热辊转速控制器（9）、复合热辊压力控制器（10）、复合热辊温度控制器（11）、成品窗纱收卷辊（12）以及成品窗纱收卷辊转速控制器（13）；
所述的静电纺丝辅助接收辊（3）为金属材质，与负高压电源（5）相连，所述的复合热辊A（7）、复合热辊B（8）为金属材质，内置加热装置，同时设有接地装置，所述的底纱放卷辊（1）、静电纺丝辅助接收辊（3）及复合热辊A（7）之间的角度小于90°，底纱（14）在静电纺丝辅助接收辊（3）缠绕1/4圈以上。
2.根据权利要求1所述的复合膜材料防雾霾窗纱的连续生产装置，其特征在于：所述的底纱放卷辊（1）和面纱放卷辊（6）为被动放卷，放卷速度根据静电纺丝辅助接收辊（3）、复合热辊A（7）、复合热辊B（8）及成品窗纱收卷辊（12）的转速自动调节。
3.根据权利要求1所述的复合膜材料防雾霾窗纱的连续生产装置，其特征在于：所述的静电纺丝装置（2）采用正电压进行纺丝，静电纺丝装置（2）的喷头数量为1-10个。
4.根据权利要求1-3任一所述的复合膜材料防雾霾窗纱的连续生产装置进行复合膜材料防雾霾窗纱连续生产的工艺，其特征在于，其生产方法包括以下步骤：
（a）选用底纱（14）为有机高分子材料或天然高分子材料，通过底纱放卷辊（1）连续放纱，底纱（14）在静电纺丝辅助接收辊（3）缠绕1/4圈以上；
（b）采用静电纺丝装置（2）产生纳米纤维，以静电纺丝辅助接收辊（3）缠绕底纱（14）部分进行纳米纤维接收，静电纺丝辅助接收辊转速控制器（4）控制静电纺丝辅助接收辊（3）带动底纱（14）在辊面以0.5-10cm/s的速度转动，静电纺丝装置（2）产生的纳米纤维在底纱（14）形成纳米纤维膜层；
（c）接收纳米纤维后的底纱（14）同面纱（15）共同进入复合热辊A（7）、复合热辊B（8）之间的间隙进行热压复合，底纱（14）接收纳米纤维的一侧与面纱（15）贴合；
（d）面纱（15）、纳米纤维、底纱（14）经热压复合后由成品窗纱收卷辊（12）进行收卷。
5.根据权利要求4所述的复合膜材料防雾霾窗纱连续生产的工艺，其特征在于：步骤（a）中所使用的的底纱（14）孔径在0.5-3mm。
6.根据权利要求4所述的复合膜材料防雾霾窗纱连续生产的工艺，其特征在于：步骤（b）中静电纺丝辅助接收辊（3）施加-10~0 KV电压，在底纱（14）上形成的纳米纤维膜层厚度0.1-3μm。
7.根据权利要求4所述的复合膜材料防雾霾窗纱连续生产的工艺，其特征在于：步骤（b）静电纺丝产生的纳米纤维中添加光催化剂、杀菌剂或抗菌剂。
8.根据权利要求4所述的复合膜材料防雾霾窗纱连续生产的工艺，其特征在于：步骤（c）中复合热辊温度控制器（11）控制复合热辊A（7）、复合热辊B（8）的温度在110-300℃，复合热辊压力控制器（10）控制复合热辊A（7）和复合热辊B（8）之间的压力在0.3-5Mpa，复合热辊转速控制器（9）控制复合热辊A（7）、复合热辊B（8）的转速为0.1-2cm/s, 复合热辊A（7）、复合热辊B（8）均接地。
9.根据权利要求4所述的复合膜材料防雾霾窗纱连续生产的工艺，其特征在于：步骤（d）成品窗纱收卷时喷洒静电去除剂。
10.根据权利要求4所述的复合膜材料防雾霾窗纱连续生产的工艺而制备的防雾霾窗纱，其特征在于：所述的防雾霾窗纱由底纱（14）、纳米纤维层、面纱（15）构成。
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